JP5044525B2 - 自動車用ウォータポンプ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを冷却するための冷却水をエンジン内部に供給するために用いられる自動車用ウォータポンプに関する。

自動車のエンジン等においては、一般にエンジンのシリンダブロック内部のウォータジャケットに冷却水を流すことにより、エンジンの過熱を防止している。この場合、冷却水は一般に不凍液であるいわゆるエチレングリコール（ＬＬＣ）が用いられ、エンジン側部に設けられたウォータポンプによってエンジン内に供給されて、エンジン内を循環して冷却を行った後にラジエータで除熱され、ラジエータからウォータポンプの吸入側に吸い入れられるようになっている。

ところで、近時、例えばエンジンの冷間始動後には、前記冷却水のエンジン内部への供給をできるだけ少なくして暖機を促進させることによってエンジンオイルの粘度を低下させて、燃費の向上を図ると共に、排気触媒温度を高めて排気エミッション性能を向上させるといった要求がある。

この要求を満足するために、例えば以下の特許文献１に記載されたウォータポンプのように、電磁クラッチを用いて冷間始動時にはポンプ軸への回転力伝達を遮断して冷却水の供給を停止し、暖機完了後に接続してポンプ軸へ回転力を伝達するようにしたものが提案されている。

また、かかるウォータポンプにあっては、インペラが回転自在に収容されたポンプ室からポンプハウジング内部への冷却水の漏れを防止するために、ポンプ室とポンプ軸との間にメカニカルシールが設けられている。
特開２００７−２８５２６８号公報（図１）

ところが、前記公報に記載された従来のウォータポンプにあっては、電磁クラッチの電磁コイルのプラス端子はバッテリー電源に接続され、マイナス端子はポンプハウジングに接続されていることから、前記電磁コイルに通電すると、ポンプハウジングに流れる電流によってメカニカルシール付近での冷却水（不凍液）に堆積物が発生する。このため、前記メカニカルシールに堆積物が付着してシール性能を低下させてしまうおそれがある。

そこで本発明は、冷却水内での堆積物の発生を低減させて、メカニカルシールのシール性能の低下を抑制し得る自動車用ウォータポンプを提供するものである。

請求項１に記載の発明は、回転力が伝達される導電性材料のポンプ軸と、
該ポンプ軸に固定されて、回転軸方向へ延出する複数の羽根を有するインペラと、
該インペラが内部に回転自在に収容され、該インペラの回転軸中心側から外周側に向かって設けられた吐出部に不凍液を吐出するポンプ室を有する導電性材料のハウジングと、
前記ポンプ軸に固定される導電性材料の内側支持部材と、前記ハウジングに固定される導電性材料の外側支持部材と、前記両支持部材の間に介装されたシール部材と、該シール部材の外周側において前記両支持部材が不凍液を介して対向する部位と、を有するメカニカルシールと、
通電されることにより前記ポンプ軸の回転を可変にする可変機構と、
を備え、
前記可変機構に通電するためのプラス端子をバッテリー電源のプラス側端子に接続すると共に、マイナス端子をバッテリー電源のマイナス側端子に接続したことを特徴としている。

この発明によれば、可変機構である例えば電磁クラッチの電磁コイルに通電する操作を行うと、バッテリー電源からの電流は電磁コイルに供給されるが、マイナス端子がバッテリー電源に接続されていることから、前記電流はハウジングを通過せず、つまり冷却水である不凍液を通過せずに、ダイレクトにバッテリー電源に流入する。したがって、冷却水での堆積物の発生を十分に低減できる。

この結果、堆積物によるメカニカルシールのシール性能の低下を抑制できる。

以下、本発明に係る自動車用ウォータポンプの各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、可変機構として電磁クラッチを用いたものに適用したが、電動モータに適用することも可能である。
〔第１の実施形態〕
図１〜図６は本発明の自動車用ウォータポンプの第１の実施形態を示し、この自動車用ウォータポンプ１は、ラジエータとエンジンの間で冷却水である不凍液（エチレングリコール）を循環させるエンジンの冷却装置に適用され、ラジエータとエンジン内部のウォータジャケットなどを接続する配管中に介装されている。

前記ウォータポンプ１は、エンジンのシリンダブロック２の側部にボルト固定等により直接取り付けられ、シリンダブロック２側の前端部内にポンプ室４が形成されたポンプハウジング３と、該ポンプハウジング３の外周側に第１ボールベアリング６によって回転自在に支持された回転駆動部材であるプーリー５と、前記ポンプハウジング３の内部に挿通配置され、第２ボールベアリング８によって回転自在に設けられたポンプ軸７と、該ポンプ軸７の先端部に固定されて、前記ポンプ室４内に回転自在に収容されたインペラ９と、前記ポンプハウジング３とポンプ軸７との間に介装されて、ポンプ室４と前記第２ボールベアリング８との間をシールするメカニカルシール１０と、前記プーリー５から前記ポンプ軸７の伝達される回転力を断続（可変）する可変機構である電磁クラッチ１１と、から主として構成されている。

前記ポンプハウジング３は、導電性材料である例えばアルミニウム合金材で一体に形成され、ポンプ室４側のハウジング本体１２が図４に示すように異形円環状に形成されていると共に、該ハウジング本体１２の後端側に円筒部１３が一体に形成されている。

前記ハウジング本体１２は、前端にシリンダブロック２の側部に有する平面部に当接する平坦な環状の取付面１２ａが形成されていると共に、外周にはシリンダブロック２に螺着固定される取付ボルトが挿通されるボルト孔を構成するボス部１２ｂが複数突設されている。

このハウジング本体１２の内部には、図４に示すようにラジエータ側の吸入ポート１４からポンプ室４に流入した冷却水をインペラ９の回転に伴ってシリンダブロック２内のウォータジャケット内に吐出する吐出部である吐出ポート１５が形成されている。

また、ハウジング本体１２の内部の中実部位１２ｃには、図６に示すように、例えば修理時にポンプ室４内部の冷却水を外部に排出するドレン孔１６が形成されていると共に、軽量化などを図るために円弧状の肉抜き部１７が円周方向に沿って間欠的に形成されている。

前記円筒部１３は、図１に示すように、内部に前記ハウジング本体１２の内部からポンプ室４まで延設された貫通孔１３ａが形成されており、この貫通孔１３ａの内周面に第２ボールベアリング８の円筒状のアウターレース８ａが圧入固定されて、この第２ボールベアリング８を介して前記ポンプ軸７を回転自在に支持している。また、円筒部１３の外周に、前記第１ボールベアリング６を介して前記プーリー５が回転自在に支持されていると共に、後端部外周には前記第１ボールベアリング６のインナーレースを介して軸方向の位置決めを行う第１スナップリング１８が嵌着固定されている。また、同じく前端部外周には、ハウジング本体１２側の外周に後述するコイルヨークの軸方向の位置決めを行う第２スナップリング１９が嵌着固定されている。

前記プーリー５は、図１に示すように、金属材によって軸方向に肉厚な円盤状に形成されて、外周に図外のクランクシャフトの先端部に固定された駆動プーリーと一緒に巻回された伝達ベルトによって回転力が伝達される波形歯状の従動プーリー部５ａが一体に形成されていると共に、内周部には、前記ハウジング本体１２側の前端部が開口形成された円環状の収容溝５ｂが軸方向に沿って形成されている。

また、プーリー５の前記収容溝５ｂの開口部と反対側の後端面には、前記電磁クラッチ１０の一部を構成する円環状の摩擦面２１が一体に形成されている。さらに、前記プーリー５の内周面の軸方向の前後端には、円環状の一対の突起部５ｃ、５ｄが一体に形成されており、この両突起部５ｃ、５ｄ間に、複数のボール６ｂが２連状に配置された前記第１ボールベアリング６の円筒状のアウターレース６ａが軸方向へ位置決めされつつ固定されるようになっている。

なお、前記従動プーリー部５ａの外周部一側面には、軽量化を図るために円環状の肉抜き溝５ｅが形成されている。

前記ポンプ軸７は、導電性材料である金属材によって一体に形成され、第２ボールベアリング８で支持される部位が大径になっているのに対してメカニカルシール１１の近傍から先端部７ａに渡って小径に形成されており、前記小径な先端部７ａに前記インペラ９の中央に形成された有底円筒状の固定部９ａが圧入によって固定されている。また、大径な後端部７ｂは、前記ハウジング３の円筒部１３の後端縁から外方に所定量だけ突出している。

前記第２ボールベアリング８は、第１ボールベアリング６と同じくアウターレース８ａが軸方向に延設されて円筒状に形成されていると共に、該アウターレース８ａの内周面とポンプ軸７の外周面に形成された左右一対の対向する円環溝の間に、複数のボール８ｂが２連状に配置されている。また、前記第２ボールベアリング８の前端部と後端部には、ゴム製の円環状薄肉な一対のシール部材２０，２０が設けられている。

このように、前記第１、第２ボールベアリング６，８は、それぞれ２連状の複数のボールを円筒状のインナー、アウターレース６ａ、８ａによって一体的に保持するようにしたことから、製造コストの低減化と組付作業の容易化が図れる。

前記インペラ９は、図１及び図４に示すように、前記固定部９ａの外周に回転軸方向（前端方向）へ延出した６枚の羽根部９ｂを一体に有しており、ポンプ軸７から伝達された回転力によって前記吸入ポート１４から流入した冷却水をポンプ室４外周側の前記吐出ポート１５方向へ圧送するようになっている。

前記メカニカルシール１０は、図２に示すように、前記貫通孔１３ｂのポンプ室４側の孔縁部に設けられており、ポンプ軸７の小径部７ａの外周面に圧入固定された内側支持部材４０と、ハウジング３の円筒部１３の貫通孔１３ｂ内周面に圧入固定された外側支持部材４１と、該両支持部材４０、４１の間に配置されて互いに軸方向から当接する横断面ほぼ矩形状の第１、第２シール部材４３，４４と、を備えている。

前記内側支持部材４０は、導電性材料である金属板材をプレス成形によって横断面ほぼコ字形状に折曲形成され、コ字形部４０ａの内部に横断面ほぼＬ字形状のゴム部材４５が加硫接着によって固定されていると共に、コ字形部４０ａの内周部から軸方向へ延長形成された円筒状の内周片４０ｂが前記小径部７ａの外周面に圧接している。また、前記コ字形部４０ａの外周片４０ｃと前記ゴム部材４５の外周側の凹溝４５ａとの間に前記第１シール部材４３が嵌着保持されている。

前記外側支持部材４１は、同じく導電性材料である金属板材をプレス成形によって横断面ほぼコ字形状に折曲形成され、コ字形部４１ａの内部に複数の金属製芯材４６，４７が加硫接着された横断面ほぼクランク形状のゴム部材４８が接着固定されていると共に、前記コ字形部４１ａの外周片４１ｂが前記貫通孔１３ｂの内周面に圧接している。また、前記ゴム部材４８の先端部側の内周面とコ字形部４１ａの内周片４１ｃとの間に、前記第２シール部材４４が嵌着保持されている。

また、前記コ字形部４１ａの内側面と一方の芯材４７との間には、前記第２シール部材４４を第１シール部材４３側に軸方向から押し付けるばね部材４９が設けられている。前記外周片４１ｂの先端には、外方へ折曲形成されたフランジ状の規制片４１ｄが一体に設けられ、この規制部４１ｂが貫通孔１３ｂの段差部に軸方向から当接してメカニカルシール１１全体の軸方向の最大圧入位置を規制するようになっている。

さらに、前記内側支持部材４０の外周片４０ｃと外側支持部材４１の規制片４１ｄとは、前記両シール部材４３，４４の外周側において近接配置されて、この対向する部位間５０がポンプ室４内の冷却水に浸漬された状態になっている。

前記電磁クラッチ１１は、図１に示すように、前記プーリー５に形成された摩擦面２１と、前記ポンプ軸７の後端部７ｂ外周面に圧入固定されたほぼ円筒状のハブ２３と、該ハブ２３にプレート部材２４を介して設けられた付勢機構２５と、該付勢機構２５に取り付けられて、前記摩擦面２１方向へ進退自在なクラッチ板２６と、前記収容溝５ｂの内部に収容保持されて、内部に電磁コイル２７を保持したコイルヨーク２８と、から主として構成されている。

前記摩擦面２１は、プーリー５周壁の後端面から僅かに突出した所定幅の円環部の外面に形成されており、また、この摩擦面２１の形成位置には、前記収容溝５ｂと連通して磁路を形成するための複数の透孔２２が円周方向のほぼ等間隔位置に形成されている。なお、この摩擦面２１は、プーリー５とは別体の摩擦板によって構成することも可能である。

前記ハブ２３は、金属材によって形成され、図１、図５に示すように、外周面の軸方向のほぼ中央位置に外径方向へ突出して前記プレート部材２４にリベット２９によって結合されるほぼ三角形状の結合部２３ａを一体に有している。

前記プレート部材２４は、同じく図１及び図５に示すように、金属板材によって比較的大きなほぼ三角形状に形成されて、各頂点部位置に前記付勢機構２５の一部が挿通保持される３つの保持孔２４ａが形成されている。

前記付勢機構２５は、前記各保持孔２４ａに対応して３つ設けられ、該各保持孔２４ａの孔縁に配置された３つの保持器３０と、該各保持器３１内に保持されたゴム材からなる弾性体３１とから構成されている。

前記各保持器３０は、図１に示すように、金属板材をプレス成形によってカップ状に形成され、底壁に前記弾性体３１の一部が臨む円形孔３０ａが形成されている。

前記弾性体３１は、図７及び図８にも示すように、段差円柱状に形成され、肉厚円板状の基端部３１ａが各保持器３０内に収容固定されていると共に、該基端部３１ａの一端面にクラッチ板２６方向に延出した突出部３１ｂが一体に設けられている。また、弾性体３１の内部軸方向には、後述する作動軸３２が摺動自在に挿通される挿通孔３１ｃが貫通形成されている。前記基端部３１ａは、保持器３０内で軸方向（伸縮方向）へ弾性変形可能に設けられている。

また、前記各保持器３０と弾性体３１、プレート部材２４及びクラッチ板２６は、内部中央を貫通した前記作動軸３２によって軸方向から一体的に結合されている。この作動軸３２は、図７、図８にも示すように、前記弾性体３１の挿通孔３１ｃに摺動自在に挿通して後端にフランジ部３２ｂを有する大径部３２ａと、該大径部３２ａの先端部に一体に設けられ、先端が前記クラッチ板２６にかしめによって結合された小径部３２ｃと、から構成されている。前記フランジ部３２ｂは、弾性体３１の挿通孔３１ｃの孔縁に係止するようになっている。

前記コイルヨーク２８は、横断面ほぼコ字形状に形成されて、摩擦面２１側が開口形成されていると共に、該開口端と収容溝５ｂの内底面との間に円環状の環状ヨーク３３が配置されている。また、インペラ９側の前端部内周には、内方へほぼ直角に折曲された円環状のステー部２８ａが一体に設けられており、このステー部２８ａが前記第２スナップリング１９によって軸方向に位置決め固定されている。

さらに、コイルヨーク２８の前記開口端と反対側の底壁には、図３に示す電磁コイル２７のプラス、マイナス端子３７，３８に接続された２本のハーネス３４、３５を挿通させる通孔３６が形成されている。この両ハーネス３４，３５は、前記通孔３６からハウジング３とプーリー５との間を通って後述するバッテリー電源３９側に配線されている。

前記電磁コイル２７は、一般的な構造であって、ボビンの外周にコイル線が巻回されてなり、図３に示すように、前記各コイル線のプラス側の一端部にプラス端子３７が設けられていると共に、マイナス側の一端部にマイナス端子３８が設けられている。そして、前記プラス端子３７は、前記ハーネス３４を介してバッテリー電源３９のプラス側端子３９ａに接続されているのに対して、前記マイナス端子３８は、前記ハーネス３５を介して同じくバッテリー電源３９のマイナス側端子３９ｂに接続されている。

また、前記電磁コイル２７には、図外のコントロールユニットの制御信号によって電流がオンーオフ的に出力されるようになっている。前記コントロールユニットは、エンジン水温を検出する図外の水温検出センサからの検出信号に基づいて、例えば、冷間始動時のように冷却水の水温が所定温度以下では前記電磁コイル２７に通電せず、所定以上になると通電するように制御されている。

以下、本実施形態の作用について説明すると、まず、冷間始動時などで、エンジン内の冷却水の温度が所定以下である場合は、これを検出したコントロールユニットが前記電磁コイル２７に通電しない。

このため、前記弾性体３１は、図７に示すように、自由状態を維持して伸長変形した状態となっている。したがって、前記作動軸３２は、フランジ部３２ｂを介してクラッチ板２６を後退移動させ、これによって該クラッチ板２６と摩擦面２１が所定の隙間αをもって離間させる。このため、前記プーリー５とハブ２３との接続が遮断されて、プーリー５の回転力がポンプ軸７に伝達されない。

この結果、冷却水のエンジン内部への供給がなくなって暖機が促進される。これによって、エンジンオイルの粘度を低下させて、燃費の向上を図ると共に、排気触媒温度を高めて排気エミッション性能を向上させるといった要求を満足させることができる。

一方、エンジン内の冷却水の温度が所定以上に上昇して暖機が完了すると、これを検出したコントロールユニットの制御信号によって前記電磁コイル２７に通電される。

これによって、前記コイルヨーク２８とプーリー５に励磁されてクラッチ板２６が吸引されると、図８に示すように、前記弾性体３１の基端部３１ａが作動軸３２を介して圧縮変形することから作動軸３２が進出移動してクラッチ板２６の前面が摩擦面２１に圧接して両者５，２６が接続される。これにより、プーリー５の回転力がクラッチ板２６，プレート部材２４、ハブ２３を介してポンプ軸７に伝達されてインペラ９を回転駆動する。したがって、エンジン内部に冷却水が供給されて、該エンジンが効果的に冷却される。

そして、前述のように、前記コントロールユニットから電磁コイル２７に制御信号が出力されてバッテリー電源３９から電磁コイル２７に通電されると、前記マイナス端子３８のハーネス３５がバッテリー電源３９のマイナス側端子３９ｂに接続されていることから、電流はハウジング３を通過せず、つまり冷却水である不凍液を通過せずに、ダイレクトにバッテリー電源３９に流入する。したがって、冷却水での堆積物の発生を十分に低減できる。この結果、堆積物によるメカニカルシール１０のシール性能の低下を抑制できる。

すなわち、メカニカルシール１０は、金属製の内側支持部材４０と外側支持部材４１を有するが、前述したように、その外周片４０ｃと規制片４１ｄとの対向部位間５０に冷却水が存在していることから、従来技術のように、例えばハウジング３に前記電磁コイル２７のマイナス端子３８を接続してアースした場合には、電流が冷却水（不凍液）を介して前記対向部位間５０に流れてしまう。このとき、冷却水が電気分解されて堆積物が発生し、これが両シール部材４３，４４間に付着して、これらのシール性能を低下させる大きな原因となる。

そこで、本実施形態では、前記ハーネス３５を介してマイナス端子３８をバッテリー電源３９のマイナス側端子３９ｂにアース接続したことによって、前記対向部材間５０に電流が流れなくなる。このため、冷却水での電気分解が起こらず、堆積物の発生を効果的に低減できる。この結果、両シール部材４３，４４によるシール性能の低下を抑制することが可能になる。

また、本実施形態では、前記各ハーネス３４，３５を、ハウジング３とプーリー５との間のデッドスペースを利用してバッテリー電源３９まで配線されていることから、デッドスペースの有効利用が図れる。

さらに、電磁コイル２７は、コイルヨーク２８の開口端から内部に収容された状態で配置されているため、その収容作業が容易になると共に、全体の軸方向の長さを短尺化できる。

また、前記付勢機構２５の弾性体３１をゴム材によって形成したことから、電磁クラッチ１１の作動中、特にクラッチ板２６を戻すときの打音の発生を低減できる。

さらに、付勢機構２５を、クラッチ板２６の円周方向の等間隔位置の３つの箇所に配置したことから、クラッチ板２６をバランス良く進退移動させることが可能になり、この結果、電磁クラッチ１１の断続作動精度の向上が図れる。

〔第２の実施形態〕
図９〜図１１は第２の実施形態を示し、基本構造は第１の実施形態と同様であるが、前記プーリー５の収容溝５ｂの内底部に円環状の永久磁石５１を設けて、電磁コイル２７への非通電時に、前記永久磁石５１の磁力によってクラッチ板２６を摩擦面２１側に吸引するように構成したものである。なお、第１の実施形態と共通の構成箇所には同一の符番を付して具体的な説明を省略する。

すなわち、前記収容溝５ｂの内底部に円環状の突起５２がプーリー５と一体に形成されている一方、前記永久磁石５１は、薄肉円板状に形成されてクラッチ板２６側の一側面に前記突起５２に嵌合固定される円環状の嵌合溝５１ａが形成されている。また、前記永久磁石５１は、その磁束が前記電磁コイル２７への通電によってコイルヨーク２８で形成される磁束と反対の流れに設定されて、電磁コイル２７への通電による磁束によって永久磁石５１の磁束（磁力）が打ち消されるように設定されている。

したがって、電磁コイル２７への非通電時には、図１０に示すように、永久磁石５１の磁力によって前記クラッチ板２６が吸引されて摩擦面２１側に圧接するようになっているが、電磁コイル２７への通電時には、永久磁石５１によるクラッチ板２６に対する吸引力が作用しないようになっている。

また、前記各付勢機構２５は、構造は第１の実施形態と同様であるが、ゴムの弾性体３１の自由状態時には伸長変形することにより、図１１に示すように、作動軸３２を介してクラッチ板２６を後退移動、つまり摩擦面２１から所定隙間αだけ離間させる方向へ付勢している。したがって、電磁コイル２７への通電時には、前記永久磁石５１の吸引力が消失することから、弾性体３１の付勢力によって作動軸３２が後退移動してクラッチ板２６が摩擦面２１から離間して接続を遮断するようになっている。

また、前記電磁コイル２７のマイナス端子３８は、ハーネス３５を介してバッテリー電源３９のマイナス側端子３９ｂに接続されていることは第１の実施形態と同様である。

よって、この第２実施形態によれば、冷間始動後などのエンジンの冷却水温度が所定以下の場合には、コントロールユニットから電磁コイル２７に通電されて、永久磁石５１の磁力を打ち消すことから、クラッチ板２６は、図１１に示すように、弾性体３１の付勢力によって摩擦面２１から離間してプーリー５の回転力をハブ２３に伝達しないことから、暖機促進が図れる。

一方、暖機完了後の冷却水温度が所定以上になった場合には、電磁コイル２７への通電が遮断されて永久磁石５１の磁力が回復することから、図１０に示すように、この永久磁石５１の磁力によってクラッチ板２６が吸引されて摩擦面２１に圧接する。これにより、プーリー５の回転力がポンプ軸７に伝達されて、インペラ９の回転駆動に伴って冷却水をエンジン内部に速やかに供給することができ、エンジンの効果的な冷却が行われる。

また、この実施形態でも、電磁コイル２７への通電時には、その電流がメカニカルシール１０付近を通過しないことから、冷却水の電気分解が起こらず堆積物の発生もないことから、メカニカルシール１０のシール性能の低下を十分に抑制できる。

しかも、この実施形態では、電磁コイル２７への通電は、冷却水温度が所定以下の一時的な場合のみであることから、電力消費量を大幅に低減できると共に、電磁コイル２７などの耐久性の向上が図れる。

他の作用効果は、前述した第１の実施形態のものと同様である。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、電磁コイル２７のマイナス端子３８を、ハーネス３５を介して電流が前記冷却水を回避できる部位、例えばエンジンのシリンダブロック２やその他、車体などに接続することも可能である。

また、付勢機構２５の弾性体としては、ゴム材以外にコイルスプリングや皿ばねなどのばね部材によって構成することも可能である。

本発明に係る自動車用ウォータポンプの第１の実施形態の縦断面図である。 本実施形態に供されるメカニカルシールの拡大断面図である。 本実施形態に供される電磁コイルのプラス、マイナス端子の接続状態を示す概略図である。 図１のＡ矢視図である。 図１のＢ矢視図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態の作用を示す要部断面図である。 本実施形態の異なる作用を示す要部断面図である。 第２の実施形態のウォータポンプの縦断面図である。 本実施形態の作用を示す要部断面図である。 本実施形態の異なる作用を示す要部断面図である。

符号の説明

１…自動車用ウォータポンプ
２…シリンダブロック
３…ハウジング
４…ポンプ室
５…プーリー（回転伝達部材）
６…第１ボールベアリング（軸受）
７…ポンプ軸
８…第２ボールベアリング（軸受）
９…インペラ
１０…メカニカルシール
１１…電磁クラッチ
１４…吸入ポート
１５…吐出ポート（吐出部）
２１…摩擦面
２３…ハブ
２５…付勢機構
２６…クラッチ板
２７…電磁コイル
２８…コイルヨーク
３１…弾性体
３２…作動軸
３４・３５…ハーネス
３７…プラス端子
３８…マイナス端子
３９…バッテリー電源
３９ａ…プラス側端子
３９ｂ…マイナス側端子
４０…内側支持部材
４１…外側支持部材
４０ｃ…外周片
４１ｄ…規制片
４３・４４…第１、第２シール部材
５０…対向部位間
５１…永久磁石

Claims (19)

1. 回転力が伝達される導電性材料のポンプ軸と、
   該ポンプ軸に固定されて、回転軸方向へ延出する複数の羽根を有するインペラと、
   該インペラが内部に回転自在に収容され、該インペラの回転軸中心側から外周側に向かって設けられた吐出部に不凍液を吐出するポンプ室を有する導電性材料のハウジングと、
   前記ポンプ軸に固定される導電性材料の内側支持部材と、前記ハウジングに固定される導電性材料の外側支持部材と、前記両支持部材の間に介装されたシール部材と、該シール部材の外周側において前記両支持部材が不凍液を介して対向する部位と、を有するメカニカルシールと、
   通電されることにより前記ポンプ軸の回転を可変にする可変機構と、
   を備え、
   前記可変機構に通電するためのプラス端子をバッテリー電源のプラス側端子に接続すると共に、マイナス端子をバッテリー電源のマイナス側端子に接続したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
2. 請求項１に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
   前記内側支持部材と外側支持部材は、それぞれが金属板を塑性変形させることによって成形され、
   前記シール部材の外周側において前記内側支持部材と外側支持部材が対向する部位は、それぞれの部材が向き合う方向に折り曲げられていることを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
   自動車用ウォータポンプ。
3. クランクシャフトから回転力が伝達される回転伝達部材と、
   該回転伝達部材から回転力が伝達される導電性材料のポンプ軸と、
   該ポンプ軸に固定されて、回転軸方向へ延出する複数の羽根を有するインペラと、
   前記ポンプ軸を回転自在に軸受すると共に、前記インペラを内部に収容しかつ回転軸中心側から外周側に設けられた吐出部に不凍液を吐出するポンプ室を有する導電性材料のハウジングと、
   前記ポンプ軸に固定される導電性材料の内側支持部材と、前記ハウジングに固定される導電性材料の外側支持部材と、前記両支持部材の間に介装されたシール部材と、該シール部材の外周側において前記両支持部材が不凍液を介して対向する部位と、を有するメカニカルシールと、
   通電されることにより前記ポンプ軸の回転を可変にする可変機構と、
   を備えた自動車用ウォータポンプであって、
   前記可変機構に通電するプラス端子をバッテリー電源のプラス側端子に接続すると共に、マイナス端子をウォータポンプの構成部材以外の部材に接続したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
4. 請求項３に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
   前記可変機構は、通電することによって前記回転伝達部材とポンプ軸とを断続する電磁クラッチであることを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
5. 請求項３に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
   前記マイナス端子を、バッテリー電源のマイナス側端子に接続したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
6. 請求項３に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
   前記マイナス端子を、車両のボディあるいはフレームに接続したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
7. 請求項４に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
   前記プラス端子とマイナス端子にそれぞれ接続された各ハーネスを、前記ハウジングと回転伝達部材との間から外部に引き出したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
8. 請求項７に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
   前記プラス端子とマイナス端子を、互いに隣接した位置に設けたことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
9. 請求項４に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
   前記回転伝達部材は、前記ハウジングのポンプ室側に開口した環状空間が設けられていると共に、内周部が前記ハウジングの外周に軸受されている一方、
   前記電磁クラッチは、軸方向一端側が開口し、内部に電磁コイルを収容保持したコイルヨークと、前記回転伝達部材の前記コイルヨークの軸方向一端側の外面に設けられた摩擦面と、コイルヨークへの通電あるいは非通電によって前記摩擦面側に移動して前記ポンプ軸と共に回転するクラッチ板と、を備え、
   前記環状空間内に前記電磁クラッチのコイルヨークを収容配置したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
10. 請求項９に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記クラッチ板は、前記摩擦面から離間する方向へ付勢されていると共に、前記電磁コイルへの通電によって摩擦面側に吸引されて前記回転伝達部材の回転力をポンプ軸に伝達するように構成したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
11. 請求項１０に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記クラッチ板は、弾性体によって前記摩擦面から離間する方向へ付勢されていることを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
12. 請求項１１に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記弾性体は、ゴム材によって形成されていることを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
13. 請求項１１に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記弾性体は、クラッチ板の円周方向の複数箇所に設けられていることを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
14. 請求項９に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記クラッチ板は、前記電磁コイルへの非通電により前記摩擦面に当接して回転伝達部材の回転力を前記ポンプ軸に伝達すると共に、前記電磁コイルへの通電によって前記クラッチ板が前記摩擦面から離間して回転伝達部材からポンプ軸への回転伝達を遮断することを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
15. 請求項９に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記コイルヨークの一端側開口側に永久磁石を設け、該永久磁石の磁力によって前記クラッチ板と摩擦面の当接状態を維持すると共に、前記電磁コイルへの通電によって生じる磁束が前記永久磁石の磁束を打ち消すように作用することを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
16. 請求項１５に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記クラッチ板を、前記摩擦面と離間する方向へ付勢したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
17. 請求項１６に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記クラッチ板を、ゴム材によって付勢したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
18. 請求項４に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記電磁クラッチは、通電されることによって前記回転伝達部材からポンプ軸に回転力を伝達し、非通電されることによって前記回転力の伝達を遮断するように構成したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。
19. 請求項４に記載の自動車用ウォータポンプにおいて、
    前記電磁クラッチは、非通電されることによって前記回転伝達部材から前記ポンプ軸に回転力を伝達し、通電されることによって前記回転力の伝達を遮断するように構成したことを特徴とする自動車用ウォータポンプ。

Images